Cuando el cuerpo humano se convierte en una central eléctrica

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Una joven e innovadora empresa suiza ha desarrollado una tecnología que transforma el calor del cuerpo en electricidad. ¿En un futuro podremos cargar nuestros dispositivos con la energía que producimos de forma natural – y además gratuita– cada día?

Olvidémonos por un momento las energías solar, eólica, hidroeléctrica y la biomasa: ¿y si las fuentes renovables del futuro fuesen… los seres humanos? Todos sabemos que nuestro cuerpo genera calor. Nos damos cuenta de ello, sobre todo, cuando estamos en la cama con fiebre o después de realizar un esfuerzo físico. Es, además, esta capacidad endotérmica la que nos distingue de los reptiles y otros animales de sangre fría.

«Cada día, un adulto libera una media de tres kilovatios hora de energía, una cantidad que podría hacer funcionar un televisor LCD durante 30 horas.”

Franco Membrini, Mithras

Menos conocido es que el calor humano puede ser recogido y convertido en electricidad. La idea no es nueva, pero solo en los últimos años la investigación ha desarrollado dispositivos de alta tecnología que tienen una aplicación práctica en el mercado. Por ejemplo, en el sector de las tecnologías ponibles (wearable technology), como los relojes inteligentes y las pulseras de actividad , y en el campo médico.

Una empresa derivada (spin-off) de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich quiere hacerse un hueco en este mercado de vanguardia. “Siempre tuve el deseo de crear algo con un fuerte potencial y me decanté por el sector tecnológico”, explica a SWI swissinfo.ch Franco Membrini, fundador y consejero delegado de Mithras. A pesar de tener un master en historia, le picaba el gusanillo de aprovechar el calor del cuerpo humano, vislumbrando desde el principio “el gran potencial de esta forma descentralizada de producir electricidad”.

El 10% de la energía mundial proviene del cuerpo humano

La energía térmica que desprende constantemente el cuerpo humano corresponde en promedio a la de una bombilla de 100 vatios. «Cada día, un adulto libera una media de tres kilovatios hora de energía, una cantidad que podría hacer funcionar un televisor LCD durante 30 horas”, dice el joven empresario. Y explica que el cuerpo humano es una central eléctrica móvil que proporciona energía a través del movimiento y el calor.

Gran parte de esta energía se pierde en el ambiente y es precisamente este “desperdicio” que quiere recuperar la joven empresa con sede en Coira, en el cantón de los Grisones. Lo hace gracias a un generador termoeléctrico (TEG) que aprovecha la diferencia de temperatura entre la superficie de la piel, en torno a los 32 °C, y la del ambiente para producir electricidad (efecto SeebeckEnlace externo). El siguiente vídeo explica cómo funciona:

“Lo importante es la diferencia de temperatura entre la superficie del cuerpo y el ambiente alrededor: cuanto mayor sea, mayor será la producción de energía, independientemente de que uno se encuentre en una región polar o en el desierto”, explica Franco Membrini. “Una diferencia de un grado es suficiente para empezar a producir electricidad”.

Capturar toda la energía térmica del cuerpo humano y convertirla en electricidad con una eficacia del 100% es imposible, puntualiza el empresario de 29 años. “Sin embargo, los TEG representan una estrategia prometedora y su potencial es enorme”. Según los cálculos de Mithras, el calor que generan los más de 7 000 millones de habitantes de la Tierra podría suministrar el 10% de la energía consumida en el mundo.

De las radios de manivela a los zapatos que produce electricidad

La idea no es nueva. Desde principios del siglo XX, los investigadores e ingenieros intentan utilizar el cuerpo humano como fuente de energía renovable, recuerda Franco Membrini, y cita el ejemplo de las radios de manivela utilizadas desde los años 40. Sin embargo, los avances en el sector de las baterías relegaron a un segundo plano los sistemas de propulsión humana.

Ahora, gracias a los recientes avances en la ciencia de los materiales y los dispositivos ponibles de baja frecuencia, la energía que produce nuestro cuerpo vuelve a acaparar la atención. “Con Mithras partimos de una tecnología que ya existe y que nosotros hemos optimizado”, dice Membrini.

El efecto Seebeck se conoce desde hace mucho tiempo, explica a SWI swissinfo.ch René Rossi, director del laboratorio de las membranas biomiméticas y los tejidos de Empa (Laboratorio Federal de Ensayos e Investigación de Materiales). “Lo que ha limitado las aplicaciones hasta ahora es la eficacia de los sistemas. Si ahora logramos pasar de la gama de los milivatios a algunas décimas de vatios, la cosa comienza a ser comercialmente interesante”.

En la actualidad, la investigación avanza en diferentes direcciones: “Por ejemplo, estamos desarrollando tejidos inteligentes que aprovechan la energía solar. Otros grupos de investigación están intentando recuperar la energía mecánica y transformarla en electricidad, integrando generadores en las suelas de los zapatos”.

El efecto Seebeck: entre fracasos e innovación

El efecto Seebeck consiste en generar corriente eléctrica en un circuito formado por dos materiales (metales o semiconductores) a diferentes temperaturas.

En 1980, la empresa Bulova lanzó al mercado Thermatron, un reloj con movimiento de calor corporal desarrollado en Biel (cantón Berna). Bulova abandonó luego la producción por problemas técnicos.

En 2009, el ingeniero de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich Wulf Glaz ganó el Swisselectric Research Award (premio de investigación Swisselectric) por haber desarrollado un generador termoeléctrico que aprovecha la diferencia de temperatura entre el aire y una fuente de calor.

En 2013, en un festival de música rock, la empresa de telecomunicaciones Vodafone y la Universidad de Southhampton presentaron un saco de dormir capaz de aprovechar el calor humano para recargar la batería del teléfono móvil.

Los generadores termoeléctricos se utilizan también en el espacio. Han alimentado las sondas espaciales Voyager y Galileo y un dispositivo de última generación se instaló en el rover Perseverance (vehículo de exploración espacial), que aterrizó recientemente en Marte

Se carga incluso mientras dormimos

Mithras está trabajando en dos conceptos: una pulsera TEG que puede utilizarse para cargar dispositivos móviles y una solución integrada en la que el generador termoeléctrico se inserta directamente en el dispositivo y se conecta a la batería. El único requisito para la producción de electricidad es que el dispositivo esté en contacto con el cuerpo, subraya Franco Membrini. “No importa si estás tomando un café, realizando una actividad física o durmiendo: la batería se carga sola”.

La empresa helvética cuenta actualmente con seis empleados y quiere concentrarse, sobre todo, en los dispositivos médicos, dado su bajo consumo de energía. “Nos gustaría que las bombas de insulina, los audífonos o los biosensores que controlan la temperatura corporal y las funciones vitales fueran energéticamente autónomos”, indica Membrini. De este modo, se pueden evitar los problemas por el mal funcionamiento de las baterías y posibles complicaciones de una intervención quirúrgica para sustituirlas.

Una posible aplicación son también los teléfonos móviles, aunque por ahora no figuran entre las prioridades de Mithras. “Un teléfono inteligente consume demasiada energía respecto a nuestra solución. Como mucho, podríamos alargar la duración de la batería”, puntualiza Membrini.

Mithras ganó la última edición de Swisstech Pitchinar, un concurso de empresas emergentes suizas que apuestan por el mercado chino. De aquí a finales de año prevé lanzar al mercado su primer producto, un biosensor para controlar las funciones vitales.

“Estamos en contacto con algunas grandes empresas internacionales del sector de las tecnologías médicas”, dice Membrini. “Será el primer dispositivo de este tipo que funcione exclusivamente con el calor del cuerpo”.

Traducción del italiano: Belén Couceiro